TiO_2/Fenton体系日光催化降解苯酚废液

对TiO2多相光催化氧化与Fenton法联合工艺在日光下处理模拟含酚废水进行了研究。通过采用正交设计方法对体系中TiO2用量、H2O2用量、FeSO4·7H2O用量、反应时间4个主要影响因素进行实验考察,结果表明,在日光照射下,该体系对苯酚的去除率有非常好的效果,体系最优化工艺条件为:TiO2的用量0.2g,H2O2的用量0.1mL,FeSO4·7H2O的用量0.02g,反应时间20min。该条件下的验证实验表明,苯酚去除率高达90.1%,为利用日光对含酚废水的处理提供了有价值的参考。

Oxidation of emerging organic contaminants by in-situ H_(2)O_(2) fenton system

The existence and risk of emerging organic contaminants(EOCs)have been under consideration and paid much effort to degrade these pollutants.Fenton system is one of the most widely used technologies to solve this problem.The original Fenton system relies on the hydroxyl radicals produced by Fe(Ⅱ)/H_(2)O_(2) to oxidize the organic contaminants.However,the application of the Fenton system is limited by its low iron cycling efficiency and the high risks of hydrogen peroxide transportation and storage.The introduction of external energy(including light and electricity etc.)can effectively promote the Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)cycle and the reduction of oxygen to produce hydrogen peroxide in situ.This review introduces three in-situ Fenton systems,which are electro-Fenton,Photo-Fenton,and chemical reaction.The mechanism,influencing factors,and catalysts of these three in-situ Fenton systems in degrading EOCs are discussed systematically.This review strengthens the understanding of Fenton and in-situ Fenton systems in degradation,offering further insight into the real application of the in-situ Fenton system in the removal of EOCs.

UV/TiO_2/Fenton光催化氧化垃圾渗滤液的研究

采用UV/TiO2与Fenton法的联合工艺处理垃圾渗滤液,考察了反应温度、pH值、TiO2投加量、H2O2用量等对COD去除率和脱色率的影响,比较了单一的Fenton法、UV/TiO2法和UV/TiO2/Fenton法处理垃圾渗滤液的效果。结果表明,反应温度越高,对垃圾渗滤液中COD的去除率和脱色率也越高;pH值为4时处理效果较好,pH值过低会抑制.OH的产生,pH值过高则水中胶体不易被去除,且Fe2+易失去催化活性;TiO2投加量需适当,TiO2过量会引起光散射,降低紫外光辐射效率;过量的H2O2会引发自由基链反应终止;UV/TiO2与Fenton试剂耦合,可促进TiO2表面羟基化,提高.OH的生成效率,加快自由基的链传递,提高对污染物的降解速率。

纳米TiO_2协同Fenton试剂光催化降解甲基橙

采用纳米TiO2协同Fenton试剂光催化降解甲基橙,研究了纳米TiO2与Fenton试剂的协同效应,考察了H2O2用量、甲基橙溶液的初始浓度及初始pH值对降解效率的影响,并对其降解动力学规律作了初步探讨。结果表明:纳米TiO2强化了Fenton试剂对甲基橙的降解效率,它们之间产生了较强烈的协同效应。在实验过程中,纳米TiO2协同Fenton试剂光催化降解初始浓度30mg/L、pH=3.0的甲基橙120min,其降解率达到99.4%,分别是同等实验条件下单独纳米TiO2降解率的2.63倍,单独Fenton试剂降解率的2.32倍,是两者算术和的1.2倍。在实验浓度范围内,甲基橙的降解反应符合准一级动力学过程;与Fenton反应相比,在0.2、0.4、0.6g/L纳米TiO2的协同作用下,甲基橙的降解表现反应常数分别提高了1.71、2.51和3.36倍,半衰期相应缩短。另外,H2O2用量、甲基橙溶液初始浓度及初始pH对降解率有一定影响。

UV/TiO_2-Fenton试剂系统处理制药废水的研究

以TiO2 为催化剂 ,并将其制膜固定在不锈钢质反应器内壁上 ,以 9W低压汞灯为光源 ,引入Fenton试剂 ,对武汉市某制药厂的制药废水进行了处理实验。取得了脱色率 10 0 % ,CODCr去除率 92 3%的效果。硝基苯类化合物含量从 8 0 5mg/L降至 0 .41mg/L。还探讨了多种因素对光降解的影响。

废烟气脱硝催化剂中TiO_(2)资源化回收实验研究

采用高温碱浸和酸洗的方法对废选择性催化还原(SCR)脱硝催化剂进行处理,研究碱浸和酸洗对催化剂各组分的浸出效果,考察温度对催化剂浸出行为的影响规律。结果表明,碱浸温度的提高促进V和W的浸出,210℃时V和W的浸出率分别为82.38%和74.92%。经高温碱浸和酸洗处理后,Al、Ca、Na等杂质的最高浸出率均可达98%以上,回收TiO_(2)的纯度较高,可用于生产新催化剂。高温碱浸会破坏催化剂的结构,有利于后续HCl处理对杂质的去除,除杂效果优于直接酸洗处理。高温碱浸过程中会生成Na_(2)TiO_(3),经HCl反应并水解后会形成新的TiO_(2)颗粒,形成更多的小孔,比表面积增大。

UV/TiO_2/Fenton体系催化氧化降解罗丹明B的研究

研究在紫外光照射下,Fenton试剂在纳米级TiO2催化作用下氧化降解罗丹明B的处理效果及机理,分别研究初始反应溶液的pH值、反应时间、FeSO4投加量、H2O2溶液投加量、反应温度、TiO2投加量对处理效果的影响,确定了最优反应条件。对于100 mg/L,500 mL的罗丹明B溶液,当TiO2的投加量为0.03g,18mol/L FeSO4的加入量为5 mL,30%H2O2溶液的加入量为1.7 mL,反应溶液pH值为3时,罗丹明B的去除率随着反应温度的升高而升高,最高去除率达100%。

Fenton试剂与TiO_2光催化氧化农药废水研究

以合肥市循环经济园区某农药厂的生产废水为研究对象,分别将Fenton高级氧化法和TiO2光催化氧化法应用于农药废水的预处理,研究了反应时间、pH值、H2O2投加量、TiO2投加量等对CODCr去除率的影响。结果表明:Fenton高级氧化法和TiO2光催化氧化法在处理农药废水方面都具有一定的效果;H2O2投加量是影响Fenton试剂氧化农药废水的主要因素,当初始pH值为4、反应时间为90 min、Fe2+的投加量为0.04 mol/L、H2O2投加量为0.4 mol/L时,Fenton高级氧化法的处理效果最好;在光催化氧化试验中,当初始pH值为9、反应时间为120 min、TiO2投加量为2.64 g/L时,TiO2光催化氧化效果最佳。

UV／TiO2／Fenton光催化氧化皂素废水的特性研究

皂素废水属于高难度难降解工业废水。采用UV/TiO2与Fenton氧化法相结合的工艺对皂素废水处理进行了研究,考察了pH值、H2O2用量、温度、反应时间等因素对处理效果的影响。实验表明,常温下pH值为5.0、H2O2用量为20 mL/L、反应时间取45 min时,TiO2光催化作用下对皂素废水中COD去除率可达94%以上,满足国家排放标准的要求。

Fenton溶液预处理对TiO_2纳米管催化活性的影响

采用Fenton溶液对TiO2纳米管电极进行预处理,研究其对TiO2纳米管催化活性的影响,考察了Fenton溶液的浓度、配比和处理时间等影响因素,研究了Fenton预处理过程中溶液中二价铁和总铁的含量变化,运用X射线光电子能谱仪(XPS)和场发射扫描电子显微镜(FESEM)对TiO2纳米管电极进行了表征,初步探讨了经处理后TiO2纳米管催化活性再生或增强的机理.结果表明,经Fenton溶液处理后的TiO2纳米管催化活性有明显地提高,Fenton溶液浓度越高,TCs降解率越大(相应于TiO2纳米管催化活性的增强);在一定浓度范围内,H2O2的配比高低对TCs降解率影响较大,其所占比例高,则降解率高,而Fe2+配比高低对TCs降解率影响相对较小.在Fenton溶液处理过程中,溶液中剩余的Fe2+含量较为恒定,总铁的含量呈下降趋势.XPS分析表明,经Fenton溶液处理后,TiO2纳米管电极表面C1s含量降低,O1s、Fe2p含量增大;部分含碳官能团含量明显降低,O1s的电子结合能向高能端位移.

ATO-TiO_(2)浅色导电粉体的可控制备及性能研究

浅色导电材料因其较低的电阻率,优异的装饰特质迅速发展,运用在传感、电子信息、机械制造、通讯、电磁屏蔽等诸多领域。锑掺杂二氧化锡和二氧化钛(ATO-TiO_(2))纳米复合材料不仅具有半导体性质,并且颜色浅、可染性好,同时具有优异的化学稳定性和热稳定性。然而其制备过程中容易团聚,导致导电性能较差。因此,制备过程中均匀分散,同时兼具优异的导电性能是目前研究需要迫切解决的科学问题。采用共沉淀的方法,制备了ATO-TiO_(2)浅色导电材料,分析了包覆复合过程中不同改性剂、Sb_(x)Sn_(1-x)O_(2)∶TiO_(2)复合比和干燥方式对ATO-TiO_(2)浅色导电材料的物相组成、微观形貌、电学性能等微观结构形貌及宏观理化性能的影响,实现了可控制备并得到了最佳制备的工艺路线。

Fe/TiO2多相可见光Fenton反应降解阿特拉津研究

为改善多相Fenton催化剂的催化活性及循环使用性能,以Fe(NO3)3为Fe源,TiO2为载体,制备了一种基于TiO2负载型的多相Fenton催化剂Fe/TiO2,对催化剂进行了SEM和XRD分析,考察了不同催化体系、初始pH值和H2O2投加量对阿特拉津降解效果的影响,并对其进行了反应动力学拟合。结果表明:Fe/TiO2含TiO2及α-Fe2O3两种晶型,负载Fe以α-Fe2O3形式高度分散在TiO2表面,未对TiO2粒径和形貌造成明显改变;Fe/TiO2在可见光及H2O2共存体系下催化效果最佳,Fe/TiO2可见光催化H2O2降解阿特拉津的效果要显著优于TiO2和Fe2O3,显示出负载Fe和TiO2之间存在明显的协同效应;在pH值3.00、H2O2浓度为1.6mmol/L和Fe/TiO2投加量为1g/L条件下,可见光催化反应30min,Fe/TiO2对阿特拉津的降解率达95%,并显示较好的循环使用性能;相较于传统Fenton反应,Fe/TiO2多相可见光Fenton体系拓宽了pH值适用范围,在初始pH=3.00~7.00时,反应30min对阿特拉津的降解率均可达到80%以上;Fe/TiO2多相可见光Fenton反应降解阿特拉津过程符合准一级动力学模型,在初始pH值为3.00和H2O2浓度为1.6mmol/L条件下反应速率常数最大,对阿特拉津的降解速度最快;实际应用中,控制溶液体系中的pH值为3.00,H2O2与阿特拉津物质的量之比为35∶1较为适宜。

兼具光催化和类Fenton活性的Co-TiO_2催化机理研究

采用溶胶-凝胶法制备了Co-TiO2催化剂。研究了不同掺钴量和焙烧温度下,催化剂的可见光光催化和类Fenton活性,并通过XRD、UV-DRS和XPS对催化剂的结构进行表征,分析了催化机理。结果表明,Co2+掺杂使Co-TiO2同时获得了可见光光催化和类Fenton活性。当掺钴量为1.0%,500℃焙烧时,苯酚的光催化降解率达到52.3%,类Fenton降解率为65.3%。

光-Fenton试剂协同TiO_2对苯酚废水降解加速作用的研究

Fenton试剂法处理有机废水是一种经典的催化氧化法,适合于处理废水中高浓度、难降解的有机物质。本文主要研究了光助Fenton试剂处理含苯酚水样的反应机理和影响因素,讨论了pH值、FeSO4、H2O2、催化剂纳米m-TiO2、紫外光照反应时间等因素对苯酚废水氧化降解效果的影响。结果表明:对水样中苯酚的去除率均可达到95%以上,用光助Fenton法处理苯酚有机废水是一种非常有效的方法。

纳米TiO_2-UV联合(类)Fenton试剂光催化降解乐果

以悬浮态纳米TiO2-UV光催化降解乐果体系为基础,首先研究了单纯添加H2O2、Fe2+、Fe3+或Cu2+对降解过程影响,进而探讨添加Fenton或类Fenton试剂对降解过程的作用。结果表明,与单纯Fe2+或Fe3+对乐果光催化降解过程的抑制作用相比,单独添加H2O22 mmol/L或Cu2+1 mmol/L有利于反应初期(0～20 min)内乐果纳米TiO2-UV光催化降解效果的提高;与类Fenton试剂相比,纳米TiO2-UV联合Fenton试剂能够有效促进乐果的降解;当在纳米TiO2-UV光催化降解乐果体系中添加由Fe2+1 mmol/L和H2O22 mmol/L组成的Fenton试剂,并调节反应液初始pH为1时,可使20 mg/L的乐果溶液在20 min内完全降解,具有相对较高的降解效率。

多孔MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)壳聚糖微球用于增强类Fenton降解染料废水的研究

将壳聚糖与金属盐混合溶液滴入碱性溶液中,采用一步法制备了金属壳聚糖微球(MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS),并用于刚果红(CR)的类Fenton降解。结果表明,与单金属壳聚糖微球(MnO_(2)/CS、Fe_(3)O_(4)/CS)相比,MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS具有更好的催化活性;在最佳条件下(50 mg/L CR,pH=7,0.9 mol/L H_(2)O_(2),2.0 g/L催化剂,60 min),CR的去除率达到100%。MnO_(2)-Fe_(3)O_(4)/CS的高活性归因于其较大的比表面积和孔体积,特殊多孔结构有利于反应物的吸附/扩散和活性位点的暴露;Mn-Fe双金属之间的协同作用促进了电子传递,有效提高了催化活性。金属壳聚糖微球可以很容易地从反应体系中收集,重复使用5次后仍然保持较高催化活性(88.2%)。

磁性光催化剂TiO2/Ti3C2/Fe3O4的制备及光催化Fenton降解苯胺

本文采用共沉淀法制备了磁性TiO2/Ti3C2/Fe3O4 Fenton光催化剂,并通过SEM、TEM、XRD、FT-IR和UV-vis对其微观结构及性能进行了表征,以苯胺为目标降解物,考察了TiO2/Ti3C2/Fe3O4的光降解性能。表征结果表明复合光催化剂饱和磁强度为13.88 emu/g,具有较强的顺磁性,可通过外加磁场回收利用。此外,光催化Fenton降解苯胺效率高达91.3%,通过机理分析表明这是因为光催化反应与Fenton反应间存在协同效应,有助于光生电子的转移和OH的产生,从而大幅提高了催化降解苯胺的性能。本文巧妙地将MXene材料与Fenton试剂结合构建光催化Fenton体系,这对新型二维材料MXene的深入研究具有重要意义。

日光/TiO_2-Fenton试剂处理吲哚废水提高去除率

传统的吲哚废水处理是利用Fenton试剂,虽然简单快速,但有机物矿化程度不充分,易形成中间产物。本实验分别采用Fenton试剂及日光/TiO2-Fenton试剂处理毒性大、难生物降解的吲哚废水。Fenton试剂处理的最佳工艺条件:n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶6,pH=3.0,反应时间为120 min。日光/TiO2-Fenton试剂处理的最佳工艺条件:n(Fe2+)∶n(H2O2)=1∶6,pH=2.5,m(TiO2)=0.2 g,反应时间为120 min。在各自的最佳工艺条件下,日光/TiO2-Fenton试剂的去除率达到96.62%,比Fenton试剂单独处理时去除率提高22.78%。

TiO_2-Fenton试剂光氧化降解水中氯代有机物的研究

探讨了在光 Fenton体系中引入催化剂TiO2 对几种氯代有机物的光氧化降解效果及其影响因素。试验结果表明 ,TiO2 Fenton试剂复合体系对CH2 ClCOOH的光解脱氯速率显著高于TiO2 和Fenton试剂体系 ,TiO2 对Fenton光氧化反应有较强的催化作用 ;溶液 pH值、铁离子浓度。

PBST/TiO_(2)/MgO复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO_(2)/MgO NPs改性,采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO_(2)/MgO NPs纳米复合薄膜,并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO_(2)/MgO NPs对PBST基体机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明:复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10^(-11) g·m/(m^(2)·s·Pa),相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%,水蒸汽透过率降低了32.37%,且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著,分别达到98.7%和97.2%,并对圣女果有良好的保鲜性能,当改性后的TiO_(2)/MgO NPs质量含量为5%时,复合薄膜的性能最佳。